Базы данных. Учебное пособие

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ ВПО «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

И.Е. МЕДВЕДКОВА, Ю.В. БУГАЕВ,

С.В.ЧИКУНОВ

БАЗЫ ДАННЫХ

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

ВОРОНЕЖ

2014

1.7.РОЛЬ И МЕСТО БАЗ ДАННЫХ В ИНФОРМАЦИОННЫХ

3

4.2.1.Операторы определения данных Data Definition Language (DDL). …………………………………………………………………………………………..69

4.2.2.Операторы манипулирования данными Data Manipulation

4.2.3.Контроль транзакций Transaction Control Language (TCL).

……………………………………………………………………………………………70

4

ОТ АВТОРА

Изучение дисциплины направлено на формирование у студентов следующих компетенций по направлениям:

230400.62 – “Информационные системы и технологии”:

−способности проводить предпроектное обследование объекта проектирования, системный анализ предметной об- ласти, их взаимосвязей (ПК-1);

−готовности осуществлять организацию контроля ка- чества входной информации (ПК-22);

−готовности обеспечивать безопасность и целостность данных информационных систем и технологий (ПК-33);

230700.62 – “Прикладная информатика”:

−способности свободно пользоваться русским языком

иодним из иностранных языков на уровне, необходимом для выполнения профессиональных задач (ОК-9);

−способности ставить и решать прикладные задачи с использованием современных информационно- коммуникационных технологий (ПК-4);

−способности моделировать и проектировать структуры данных и знаний, прикладные и информационные процессы

(ПК-9);

−способности принимать участие в создании и управ- лении ИС на всех этапах жизненного цикла (ПК-11).

5

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

1.1. Понятие информации

Термин информация происходит от латинского слова informatio – объяснение, изложение, сведения. Информация настолько общее понятие, что в него вкладывают различные смыслы в технике, науке, быту.

Информация - сведения об объектах, явлениях окру- жающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии.

Свойства информации:

žдостоверность,

žполнота,

žсрочность,

žценность,

žсвоевременность,

žпонятность,

žзащищенность,

žкраткость и т.д.

Динамические свойства информации 1. Рост. В результате деятельности людей информа-

ция об определенном объекте может увеличиваться.

2.Повторяемость. Информация способна многократно распространяться.

3.Старение. С течением времени интенсивность ис- пользования информации объекта может уменьшиться.

4.Рассеиваемость. Информация может рассосредота-

чиваться по различным источникам и отражена в различной форме.

1.2.Данные

Источником информации является реальный мир. По- скольку это чрезвычайно емкое понятие, то выделяется та часть реального мира, которая находится в зоне интересов пользователя, т.е. предметная область (рис. 1.1).

6

Информация об объекте или отношениях объектов, вы- раженная в знаковой форме, образует данные. То есть данные

– это информация, представленная в виде, который позволяет автоматизировать её сбор, хранение и дальнейшую обработку. Для компьютерных технологий данные – это информация в дискретном, фиксированном виде, удобная для хранения, об- работки на ЭВМ, для передачи по каналам связи.

Данные можно перекодировать, т.е. переводить из од- ной знаковой системы в другую без потери информации.

Рис. 1.1 Отображение предметных сред в банках данных

Основные идеи современных информационных техно- логий базируются на концепции баз данных. Согласно этой

концепции основой информационных технологий являются данные которые должны быть организованы в базы данных в целях адекватного отображения изменяющегося реального мира и удовлетворения информационных потребностей поль- зователей.

1.3. Понятие базы данных

База данных (БД) - это один или несколько специаль- ным образом организованных файлов, хранящих системати- зированную информацию, для доступа к которой используют-

ся программные средства системы управления базой данных

(СУБД). БД. представляет собой хранилище связанных между собой данных, не зависящих от программ, которые к ним об-

7

ращаются. Например, в БД предприятия хранятся конст- рукционные, технологические, производственные, эксплуата- ционные, экономические и т. п. характеристики изделий предприятия и их аналогов, выпускаемых конкурирующими фирмами. Такой БД могут пользоваться специалисты из отде- ла маркетинга (для прогноза конкурентоспособности изделий на рынке), плановики (для определения необходимых объе- мов выпуска продукции), конструкторы (для анализа конст- руктивных особенностей БД конкурентов) и т. д.

БД должна быть достаточно полной, правильно органи-

зованной, всегда соответствовать текущему моменту вре- мени и удобной для использования. Содержащиеся в ней дан-

ные не должны противоречить друг другу.

По существу, база данных— это совокупность храни- мых во внешней памяти ЭВМ данных большого объема. База данных может быть «интегрированной», т. е. представлять собой комплекс взаимосвязанных данных, предназначенных для обеспечения информационных нужд различных пользова- телей, каждый из которых имеет отношение к отдельным, возможно совместно используемым частям данных.

Говоря о физической организации, необходимо отме- тить, что существует много различных способов организации данных в запоминающей среде, с помощью которых можно обеспечить соответствие некоторой модели.

1.4. СУБД и банки данных

Системы управления базами данных (СУБД) – основа современной информационной технологии. Они представля- ют собой базы данных, т. е. набор файлов, содержащих инте-

ресуемые пользователя данные и систему управления базами данных (СУБД).

СУБД предоставляет пользователю услуги для исполь- зования базами данных. Роль СУБД - посредник между при- ложением (например, MS Access), с которым работает чело- век, и физическими файлами в памяти ЭВМ.

Под банком данных понимается организационно- техническая система, представляющая собой совокупность

8

баз данных, технических и программных средств формирова- ния и ведения этих баз и коллектива специалистов, обеспе- чивающих функционирование системы. А также самих дан- ных, хранимых в БД.

В самом общем виде основные функции банка дан- ных можно сформулировать следующим образом: адекватное информационное отображение данных предметной облас- ти, обеспечение хранения, обновления и выдачи необходимых

данных пользователям.

Рис. 1.2. Составные части банка данных

Составными частями любого банка данных являются

(рис.1.2):

üбаза данных,

üсистема управления базой данных (СУБД),

üадминистратор базы данных,

üприкладное программное обеспечение

То есть под банком данных понимаются все аспекты, касающиеся функционирования базы данных.

1.5. Независимость программ и данных

Важнейшим шагом в развитии теории СУБД явился принцип независимости программ и данных, которое вы- ражается в четком разделении программ и данных. Ранние программы, где производилась обработка данных, содер- жали в явном виде физическое форматирование данных, т.е. программа зависела от формата данных, и любое изменение

9

этого формата требовало соответствующего изменения программного обеспечения. Ошибки в программном обес- печении, связанные с наступлением 2000, были прямым следствием подобной жесткой связи программ и данных. Можно, естественно, уменьшить стоимость и сложность

сопровождения программ и данных в результате их четкого разделения.

В базе данных хранится информация, которая должна быть доступна любой программе. Программы получают доступ к данным на логическом уровне абстракции, который не зависит от физической реализации хранения данных.

Подобный подход приводит к независимости программ и данных. Рассмотрим её в двух аспектах – логической и физиче- ской.

Обеспечение логической независимости - предостав-

ление БД определенной свободы вариации "логического" представления БД без соответствующей модификации "фи- зического" представления. В результате достигается воз- можность адаптации взгляда пользователя на БД к его ре- альным потребностям, конструирования различных "логи- ческих" взглядов на одну и ту же "физическую" БД. При этом пользовательское видение БД может по своей струк- туре существенно отличаться от структуры хранимых дан- ных и синтезироваться не только непосредственно из хра- нимых фактически объектов и их связей, но и с помощью различного рода агрегирования таких объектов и их свя- зей, осуществляемого в процессе обработки пользователь- ских запросов. Логическая независимость обеспечивается средствами многоуровневой архитектуры.

Под "физической" независимостью понимается спо-

собность СУБД предоставить некоторую свободу модифи- кации способов организации данных в среде хранения, не вызывая при этом изменений в логической структуре. Бла-

годаря этому можно вносить изменения в организацию хранимых данных, производить настойку системы с це- лью повышения ее производительности. "Физическая "не-

10